王池灝

（哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)，哈爾濱 150080）

生物工程人工生命科學(xué)技術(shù)探析

王池灝

（哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)，哈爾濱 150080）

對(duì)生命的研究直接關(guān)涉人與世界本質(zhì)結(jié)構(gòu)的整體把握和理解。因此，對(duì)生命及其相關(guān)問(wèn)題的探討，不僅僅是生物學(xué)研究的焦點(diǎn)論域，也是哲學(xué)等多學(xué)科關(guān)注的重要問(wèn)題。作為計(jì)算機(jī)與生物學(xué)交叉的前沿學(xué)科，于20世紀(jì)80年代興起的人工生命研究在一定程度上拓展了生命的可能界限，提出了諸多關(guān)于生命的新知與見解，在一定意義上促動(dòng)了生命觀的進(jìn)一步重塑。

人工生命；生物醫(yī)學(xué)工程；組織工程；人工組織；人工器官

廣義層面上，人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng)，是人對(duì)于自然生命的一種模擬與拓展。一般認(rèn)為人工生命學(xué)科是由生物科學(xué)技術(shù)與工程科學(xué)技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學(xué)科。本文將主要就針對(duì)材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程組織工程、人工生命間的相關(guān)性，以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。

在對(duì)生命的各類解釋中，來(lái)自生物學(xué)領(lǐng)域的研究最為引人注目。生物學(xué)對(duì)生命的研究總體上是以碳基生命而展開的。就其特征方面來(lái)說(shuō)，認(rèn)為所有生命存在和發(fā)展的過(guò)程都是一個(gè)新陳代謝的過(guò)程，并且與生命代謝過(guò)程相伴隨的是生物體的成長(zhǎng)、發(fā)育與衰竭；自我復(fù)制、繁殖、變異、對(duì)外界刺激的反應(yīng)及進(jìn)化能力也是生命有別于非生命的重要表征。

1 文獻(xiàn)綜述

C.Langton 認(rèn) 為 ：“Artificial Life is the study of man-made systems that exhibit behaviors characteristic of natural living system”?！癐t complements the traditional biological sciences concerned with the analysis of living organisms by attempting to synthesize life-1ike behaviors within computers and other artificial media”。（通過(guò)把經(jīng)驗(yàn)性的生物學(xué)基礎(chǔ)拓展到地球上已進(jìn)化的碳鏈生命之外，把“我們所知道的生命”定位于更廣闊的形象，即 “生命的本來(lái)面目 ”，人工生命將能對(duì)理論生物學(xué)作出貢獻(xiàn)。

在生命研究的種種圖景中，西方哲學(xué)界對(duì)生命問(wèn)題進(jìn)行了卓有成效的探討，并在形成了著眼于生命的機(jī)能或功能并以強(qiáng)調(diào)生命屬性為要旨的生命觀?？梢哉f(shuō)，亞里士多德在生命本質(zhì)問(wèn)題上邁出了重要一步。生命的本質(zhì)屬性并非人們通常所理解的生長(zhǎng)、繁殖、衰亡等，而是在于蘊(yùn)藏在物種中的潛能。而且，作為生命潛能形式的生命與心智之間是彼此融通、相互聯(lián)系的。

正是在此意義上，普特南認(rèn)為亞里士多德關(guān)于生命和心智的解說(shuō)預(yù)示了機(jī)能主義的思想，是刻畫生命本質(zhì)的有益嘗試。可以說(shuō)，作為現(xiàn)代機(jī)能主義的濫筋，亞里士多德關(guān)于生命潛能的解釋為后來(lái)的人工生命研究提供了積極的思想啟示和理論養(yǎng)料。

2 人工生命及其思想旨趣

作為20世紀(jì)的重要標(biāo)識(shí)，以計(jì)算機(jī)革命為表征的電子信息技術(shù)給人類社會(huì)帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響。就新生命類型構(gòu)建及其生命觀認(rèn)識(shí)而言，計(jì)算機(jī)革命的重要影響是導(dǎo)致了自伽利略以來(lái)又一場(chǎng)新的方法論革命，這場(chǎng)方法論革命的產(chǎn)物之一就是計(jì)算機(jī)和生物學(xué)交叉的前沿學(xué)科：人工生命的誕生。

到目前為止，雖然學(xué)界對(duì)人工生命內(nèi)涵及邊界的認(rèn)識(shí)可謂見仁見智，但還是相對(duì)普遍地對(duì)蘭頓工生命定義表示認(rèn)可和接受。作為人工生命研究的開創(chuàng)者，蘭頓率先對(duì)人工生命的概念進(jìn)行了闡釋和發(fā)微。在蘭頓看來(lái)，人工生命是以具有自然生命系統(tǒng)行為特征的人造系統(tǒng)為研究對(duì)象的學(xué)科。

總體而言，人工生命研究的興起深受諸多思想觀點(diǎn)和學(xué)術(shù)實(shí)踐的影響，如馮諾依曼創(chuàng)建的“通用計(jì)算細(xì)胞自動(dòng)機(jī)”，圖靈用計(jì)算方法對(duì)生物胚胎發(fā)育的研究，維納從信息理論角度對(duì)生活系統(tǒng)的探討，康、沃弗拉姆等人關(guān)于“生命游戲”的研究等等，正是這些極富創(chuàng)新性和洞見性的研究為蘭頓人工生命思想的孕育提供了重要的實(shí)踐和理論源流。由生物方法技術(shù)與工程方法技術(shù)相結(jié)合，可以生成或制造生物工程人工生命，生物工程人工生命包括：

（1）Bioengineering Artificial Animal，如在體內(nèi)安裝了工程人工器官的人，稱為“電子人”。由虛擬人工演員與真實(shí)演員合作演出的數(shù)字電視或電影。

（2）生物工程人工腦BEAR，采用生物芯片、DNA算法的生物電子計(jì)算機(jī)。

（3）生物工程人工組織BEAT，可植入生命體吸附于生物材料的細(xì)胞組織，如組織工程皮膚、組織工程軟骨等。

（4）生物工程人工器官BEAD，采用生物材料用工程方法研制的人工器官、人工關(guān)節(jié)等。

（5）生物工程人工動(dòng)物BEAR，體內(nèi)安裝了工程人工器官的動(dòng)物幾利用基因算法克隆算法生成的虛擬人工生命。

[1] Langton ed.Artificial Life[M].SFI Studies in the Sciences of Complexity，Addison-Wesley，Redwood City，CA，1989.

[2] 楊國(guó)為.人上生命模型網(wǎng)[M].北京：科學(xué)出版利一，2005.

[3] 楊國(guó)為，張福生.人上生命與廣義人上生命[J].計(jì)算機(jī)上程與應(yīng)用，2003：39（31）.

[4] 楊國(guó)為，陳國(guó)江，涂序彥.廣義人上生命的科學(xué)基礎(chǔ)[J]計(jì)算機(jī)上程與應(yīng)用，2003：39（8）.

Analysis on Artificial Life Science and Technology of Bioengineering

Wang Chi-hao

The study of life is directly related to the overall grasp and understanding of the essential structure of man and the world.Therefore，the discussion of life and its related problems is not only the focus of biological research，but also the important issues such as philosophy and other disciplines.As a cutting-edge discipline between computer and biology，the artificial life research，which emerged in the 1980s，expands the possible limits of life to a certain extent，and puts forward a lot of new knowledge and opinions about life，which promotes the view of life in a certain sense.Further reshaping.

artificial life；biomedical engineering；tissue engineering；artificial organization；artificial organ

R318

B

1003–6490（2017）10–0130–01

2017–07–25

王池灝（2000—），男，黑龍江哈爾濱人，主要研究方向?yàn)樯茖W(xué)。